前言:本站為你精心整理了機車制動論文:機車制動科技的探析范文,希望能為你的創作提供參考價值,我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文,歡迎咨詢。
本文作者:趙洪濤宋宗瑩作者單位:中國神華能源股份有限公司
1均衡風缸壓力須微機閉環高精度控制
采用了機車無線遙控操縱系統的組合列車空氣制動,仍然是司機通過調節列車管壓力的變化來控制整列車制動缸壓力的大小。列車管壓力是均衡風缸壓力通過中繼閥產生壓力不變、流量放大的結果。如何精確控制主、從控機車均衡風缸的壓力精度尤為重要。國內機車制動機無論DK-1型機車制動機還是JZ-7型機車制動機,在均衡風缸的控制上均采用開環控制,無法實現均衡風缸精確控制。如果采用開環控制均衡風缸壓力,即沒有將均衡風缸反饋壓力信號作為控制信號,是無法實現組合列車對制動的要求的。自動制動控制器根據控制原理分為時間閘和位置閘,在開環控制均衡風缸的模式下,由于沒有反饋信號對比,位置閘將不能使用。使用時間閘時,開環控制模式下,制動手柄在制動位/緩解位停留的時間,與均衡風缸的減壓量/增壓量也沒有形成對應關系。因為均衡風缸的減壓量/增壓量實際上是通過排氣電磁閥/充氣電磁閥的縮堵排氣/充氣,在一定的時間△t內,由于主、從控機車縮堵的大小不一,將會造成均衡風缸減壓量/增壓量△P也不一樣。那么在機車無線遙控操縱系統的組合列車上,主控機車發送△t信號是不能保證主、從控機車均衡風缸減壓量/增壓量的一致,從而造成列車管壓力前后不一致,引起非正常的列車沖動。再者,開環控制均衡風缸的模式下,列車管的定壓(即均衡風缸完全緩解時的壓力)依賴于均衡風缸充風氣路上的調壓閥整定值,由于主、從控機車上無法保證2個調壓閥整定值無誤差,也會造成前后部車輛列車管壓力不一致,引起非常制動或緩解,造成列車安全威脅。如果采用閉環控制均衡風缸壓力,即將均衡風缸反饋壓力信號作為控制信號,可實現組合列車對制動的要求。閉環模式下,自動制動控制器無論采取時間閘還是位置閘均是可行的。閉環控制均衡風缸壓力中將采用2個高速響應電磁閥和高精度的傳感器作為主要部件。高速電磁閥響應快,每分鐘精確動作次數在千次以上,它接受來自制動控制單元BCU發出的PWM信號控制。根據內部程序控制,BCU將制動控制器傳輸的時間指令或位置指令準確轉換為均衡風缸壓力目標值,通過PWM信號控制均衡風缸上的充氣高速電磁閥和排氣高速電磁閥的動作,并實時通過壓力傳感器反饋信號,將均衡風缸壓力無限接近目標值。因此在機車無線遙控操縱系統的組合列車上,主控機車發送目標值信號是能保證主、從控機車均衡風缸減壓量/增壓量的一致,使前后部車輛列車管壓力一致。再者,閉環控制均衡風缸的模式下,列車管的定壓不再依賴于均衡風缸充風氣路上的調壓閥整定值(此時整定值須高于定壓),而由閉環控制的目標值決定,保證了主、從控機車完全緩解時列車管壓力的一致。
2機車制動機須以微機控制為基礎并具備網絡通訊功能
國內機車制動機無論DK-1型機車制動機還是JZ-7型機車制動機,其核心為邏輯控制單元和繼電器組,不具備微機控制功能和網絡通訊功能,無法實現主控和從控功能以及與無線重聯系統通訊功能。為適應LOCOTROL系統無線重聯控制,無論主控機車還是從控機車,必須完成制動信息的傳輸和接送,所以機車制動機必須是以微機控制為基礎并具備網絡通訊功能的制動機。
3制動機系統的自我診斷功能
在LOCOTROL系統控制下,從控機車不需要司機,所以要求機車制動機具有自身的故障診斷技術,通過自身的故障診斷技術,同時根據與LO-COTROL系統的接口協議,LOCOTROL將根據故障的嚴重等級進行故障處理,并及時通知主控機車司機進行相應的操作。
4空氣制動其他特點
由于我國貨運車輛一般采用兩壓力機構的制動機,為防止自然緩解,機車制動系統應設置為列車管不補風功能。機車制動機應設置列車管充風流量檢測指示器,通過它可以檢查列車管是否暢通以及列車管泄漏量檢測。當主、從控機車間的無線通訊中斷時,可以作為制動指令判斷的另一重要通道。
大秦線2萬t重載列車試驗概況
大秦鐵路是中國北方煤炭外運的主要通道,主要擔負晉北、陜西、蒙西煤炭的外運任務。大秦線全長653km,設車站32個,其中湖東為編組站,茶塢為區段站、柳村南為港前站。大秦線為I級雙線電氣化鐵路,向世界大多數重載線路一樣,重載方向為連續下坡,限制坡度上行(重車方向)4‰,下行12‰;最小曲線半徑800m,困難地段400m。長大貨運列車縱向動力學性能問題是開行2萬t列車的關鍵技術,內容包括牽引動力配置、列車制動系統性能、機車車輛鉤緩系統性能及列車同步操作等,研究的重點應是采取措施減少列車縱向沖動。大秦鐵路從2004—2006年進行了多次組合列車重載試驗,對不同位置多臺機車的牽引、制動參數、斷面車輛制動以及動力學參數等近百個參數進行了測試。試驗項目主要有列車靜置制動試驗和列車運行試驗。列車靜置試驗主要包括常用制動試驗、壓力保持試驗、緊急制動試驗、階段制動試驗、循環制動試驗和通訊信號丟失制動性能試驗等。列車運行試驗主要包括起動牽引、上坡道起動和加速、下坡道調速試驗、長大下坡道制動緩解再制動試驗以及緊急制動試驗等。組合編組方式主要有以下2種。(1)SS4機車+51輛C80+SS4機車+51輛C80+SS4機車+51輛C80+SS4機車+51輛C80(注:SS4機車改裝CCBII制動機)。(2)SS4機車+102輛C80+SS4機車+SS4機車+102輛C80+SS4機車(注:SS4機車改裝CCBII制動機)。組合列車與單編列車制動性能比較見表2。從表2可知,采用組合列車無線同步控制技術可以大大縮短超長重載列車的減壓時間和再充氣時間;這使得操控組合列車更加靈活,縮短了制動距離。以常用全制動進行比較,編組1或編組2形式的組合列車比單編2萬t列車減壓時間縮短了70%以上,比單編1萬t列車減壓時間縮短35%以上,再充氣時間縮短40%以上。采用機車分散布置無線同步控制技術大大減少空氣傳遞特性的制約,為超長重載列車的開行提供了條件。試驗還表明:在組合列車尾部放置1臺從控機車將有利于減少列車制動時的最大車鉤力;組合列車中的機車分布布置越多,參與制動機車排氣越多,列車制動作用越快,將大大縮短制動距離。